SMPS細孔径制御とその細孔を利用したWO3サブナノ量子ドットの開発（II）
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月26日（金曜）15:46に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1357
【はじめに2】
細孔を鋳型とする合成法は、細孔径による粒径制御が可能なことや、合成可能な化合物が多岐にわたることから、他の合成法にはない利点がある。また、遷移金属酸化物（TiO2，WO3など）は大気中や光照射下の安定性と高い光触媒能を有する機能性材料であるため、これらの化合物を量子ドット化することに成功すれば、バンドギャップエネルギーの増大に伴い、価電子帯と伝導帯準位のコントロールが可能になり、酸化・還元力の増加による光触媒能の制御や効率の上昇につながると期待できる。
【研究の目的】
本研究では、水中で形成する界面活性剤ミセルを鋳型とした、メソポーラスシリカ（MPS）の合成法を出発点として、これまでに制御不能であった 0.6～1.5 nm のサイズ領域における、詳細な細孔径制御法の確立を目指し、合成したSMPS の細孔を鋳型として、WO3 量子ドットのサイズ選択的に合成を目指した。また、光触媒能の変化を中心に、特にサブナノ領域で発現する新機能性を追究した。
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SMPS細孔径制御とその細孔を利用したWO3サブナノ量子ドットの開発（I）
- 詳細
- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月26日（金曜）15:44に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1280
【はじめに1】
近年、ナノテクノロジー分野において、“量子ドット”と呼ばれる物質群が、蛍光体、光触媒などへの用途において高い機能性を開発することから注目されている。
量子ドットとは、半導体のバンドギャップが粒径減少に伴い増大する性質（量子サイズ効果）を示す粒子を指し、粒子直径を数 nm 以下までサイズダウンすることにより、この性質を発現させることができる。CdS，CdTe などの量子ドットは、容易に合成可能な 10 nm 程度のサイズから顕著な量子サイズ効果が発現するため、現在までに多くの研究例が存在する。
一方で、TiO2，WO3 などの遷移金属酸化物は、1 nm 前後のサイズにならなければ顕著な量子サイズ効果が発現しない。現在までに、このサイズ領域の粒子の効果的な合成法は確立されていないため、研究例が非常に乏しいのが現状であった。この研究は、多孔質シリカの細孔を鋳型とした粒子合成法に着目し、この手法を 1 nm 以下の領域の粒子合成に応用することを試みた。
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酸化タングステン薄膜のエレクトロクロミズムに関する研究（V）
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月26日（金曜）11:59に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1400
【酸化タングステン薄膜のエレクトロクロミズムに関する研究結論3】
(5) セルを着色する場合、低電圧駆動時は酸化タングステン膜と電解液界面での電荷移動が反応を律速する。高電圧駆動時は酸化タングステン膜中での電荷移動が反応を律速する。
(6) 多結晶W03 膜をエレクトロクロミズムで着色すると、膜はプロトンと電子が膜中に注入されて、Ho W03 の組織の多結晶膜に変わる。
(7) 実用上必要な光学密度0.5 程度の鮮明な安定した動作特性を得るためには、対向電極にも酸化タ-674-ングステン膜を用いた対称型構造の素子が適しており、酸化タングステン膜厚さを125n 以上、注入有効電荷量を15mC/cnr、印加電圧を3.0V 以下に設定する必要がある。
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TiO2/ WO3複合構造における電子移動の抑制
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月26日（金曜）15:43に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1586
酸化チタン（TiO2）に利用できる光は、紫外光に限られ、エネルギーの有効利用の観点から、可視光も利用できることが望まれる。TiO2の可視光利用における課題として光励起によって生成した電子・正孔対の再結合を抑制することが挙げられる。
そこで、電子分離の手段として異種半導体である酸化タングステンの複合化が好適であると考えた。光触媒活性には、酸化分解反応と親水化反応があり、三酸化タングステンは親水化反応のみ進行する金属酸化物として分類されている。
禁制帯幅2.5[eV]を有するWO3は、3.2[eV]有するTiO2よりもバンドギャップが狭く、TiO2では吸収できない可視光での電子・正孔対の生成が可能である。また、WO3の価電子帯及び伝導帯はTiO2よりも正側に位置しており、TiO2部で励起した電子はWO3側へ、WO3部で生成した正孔はTiO2側へ移動することが可能である。
つまり、TiO2/ WO3複合構造において、可視光励起によって生成される電子及び正孔の数を増大スロことができ、かつ電子及び正孔を各々の半導体に速く移動させることで再結合の抑制が可能である。
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酸化タングステン薄膜のエレクトロクロミズムに関する研究（IV）
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- カテゴリ: タングステン知識
- 2015年6月26日（金曜）11:58に公開
- 作者: yanmei
- 参照数: 1459
【酸化タングステン薄膜のエレクトロクロミズムに関する研究結論2】
(2) 酸化タングステン膜は、通常非品質である。しかし直流反応性スバッタ膜及び400 以上に加熱した基板上に形成された真空蒸着膜の構造は多結晶W03 であり、酸化タングステン粉末をターゲットに用いる高周波スパッタ法では形成条件を調整するとことにより、化学量論的組成より酸素が不足したWO拙から W03 の組成を持つ微細結晶が形成される。
(3) 非晶質あるいは微細W03 結晶構造のスバッタ酸化タングステン膜のエレクトロクロミック特性は、スバッタ雰囲気の酸素濃度と全ガス圧に依存し、化学量論的組成から外れ電子注入による格子歪みが大きい比抵抗107-109Ωcm の膜で高い着色効率と速い着色応答が得られる。
(4) 酸化タングステン膜の』性質以外に着色過程を律速する因子は、透明導電膜のシート抵抗、酸化タングステン膜の厚さ，印加電圧であり、消色過程を律速する因子は、透明導電膜シート抵抗と注入電荷量である。
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